Ⅰ مجالات التطبيق الأساسية لسبائك الألومنيوم المصبوب
أصبحت سبائك الألومنيوم المصبوبة مادةً أساسيةً لا غنى عنها في الصناعة الحديثة، بفضل كثافتها المنخفضة، ومتانتها النوعية العالية، وأدائها الممتاز في الصب، ومقاومتها للتآكل. ويمكن تلخيص تطبيقاتها في خمسة مجالات رئيسية:
1. مجال النقل: الناقل الأساسي لثورة الوزن الخفيف
صناعة السيارات: تُعدّ سبائك الألومنيوم المصبوب أكبر سوقٍ نهائيةٍ لسبائك الألومنيوم المصبوب (بنسبة تزيد عن 60%)، وتُستخدم على نطاقٍ واسعٍ في كتل أسطوانات المحركات، وهياكل ناقل الحركة، ومحاور العجلات، ومكونات هيكل السيارة. وإذا أخذنا سبيكة ADC12 كمثال، فإنّ معدل انتشار أجزائها المصبوبة بالقالب في هياكل بطاريات المركبات العاملة بالطاقة الجديدة، وأغطية نهايات المحركات، وغيرها من المكونات في ازديادٍ مستمر، مما يدفع استهلاك الألومنيوم لكل مركبة نحو هدف 220 كجم.
الفضاء والطيران: في المكونات الهيكلية للطائرات (مثل عوارض الأجنحة وحوامل معدات الهبوط) وأجزاء المحرك (مثل شفرات التوربينات والأغلفة)، تحقق سبائك الألومنيوم عالية القوة (مثل ZL205A) التوازن بين مقاومة درجات الحرارة العالية البالغة 400 درجة مئوية ومقاومة التعب من خلال عملية المعالجة الحرارية T7، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الوقود.
النقل بالسكك الحديدية: المكونات الرئيسية مثل عربات القطارات عالية السرعة وعلب التروس مصنوعة من سبيكة ZL1101A، مما يحقق خفضًا في الوزن بنسبة تزيد عن 30% مع ضمان القوة.
2. المجال الإلكتروني والكهربائي: الدعم الفني للتصنيع الدقيق
المنتجات الإلكترونية 3C: الإطار الأوسط للهواتف الذكية وغلاف أجهزة الكمبيوتر المحمولة مصنوعان من أجزاء مصبوبة من سبائك الألومنيوم فائقة الرقة، ويتم تصنيع سبائك ZL402 بدقة بسمك جدار يبلغ 0.5 مم من خلال تقنية التشكيل شبه الصلبة، مع تلبية متطلبات الحماية الكهرومغناطيسية وتبديد الحرارة.
معدات الطاقة: يتم استخدام سبيكة ZL303 في غلاف معدات التبديل ذات الجهد العالي ومشتت الحرارة للمحول، والتي تتميز بمزايا فريدة في بناء محطات الطاقة الساحلية بسبب مقاومتها للتآكل بمياه البحر.
3. مجال المعدات الميكانيكية: نموذج أداء لمقاومة التآكل والتآكل
الروبوتات الصناعية: يتكون غلاف مخفض المفصل من سبيكة Al Si الأيوتكتيكية (مثل ZL117)، وتحسن تقنية كروية الطور السيليكوني مقاومة التآكل بنسبة 40٪، مما يطيل عمر خدمة المعدات.
آلات البناء: تم اختيار سبيكة ZL104 لجسم المضخة الهيدروليكية وقاعدة جزيرة الصمام والمكونات الأخرى، وتم تحقيق ذلك من خلال المعالجة الحرارية T6 لتحقيق σ b ≥ 350MPa، وهي مناسبة لظروف التحميل العالية.
4. الممارسات المبتكرة للبناء الأخضر في مجال قوالب البناء
قوالب سبائك الألومنيوم: نسبةسبيكة 6061-T6تصل نسبة استخدام القوالب الخشبية في المباني الجاهزة إلى 35%، وتتميز بقدرتها على إعادة الاستخدام لأكثر من 200 مرة مما يقلل من نفايات البناء بنسبة 90% مقارنة بالقوالب الخشبية، وهو ما يلبي متطلبات استراتيجية "الكربون المزدوج".
5. الدفاع الوطني والصناعة العسكرية: إنجازاتٌ في الأداء في البيئات القاسية
حجرة الصواريخ: يتم إخضاع سبيكة ZL205A للمعالجة الحرارية T77 للحفاظ على الاستقرار الأبعادي في نطاق درجة الحرارة من -54 ℃ إلى 150 ℃، ويتم تطبيقها على المكونات الهيكلية لأجسام الصواريخ الاستراتيجية.
معدات السفينة: تتمتع مراوح سبائك ZL305 بمعدل مقاومة للتآكل أقل من 0.03 مم / سنة في بيئات غمر مياه البحر، مما يطيل عمرها الافتراضي بثلاثة أضعاف مقارنة بسبائك النحاس التقليدية.
Ⅱ تحليل الأبعاد والمؤشرات الرئيسية لسبائك الألومنيوم المصبوب
نظام تقييم أداء المواد
أداء الصب: مع قابلية التدفق (طول الحلزون ≥ 500 مم) ومعدل الانكماش الخطي (≤ 1.2٪) كمؤشرات أساسية، أصبح سبيكة Al Si الخيار المفضل للصب بالقالب بسبب ميزة تكوينها الأيوتكتيكي.
الخصائص الميكانيكية: يجب أن تتوافق قوة الشد (σ b) والاستطالة (δ) مع سيناريو التطبيق، مثل مكونات السلامة في السيارات التي تتطلب σ b ≥ 250MPa و δ ≥ 3%.
استجابة المعالجة الحرارية: تتمتع الحالة T6 بزيادة في القوة بنسبة 15% -20% مقارنة بالحالة T5، ولكن يجب موازنة خطر التصلب الناتج عن العمل.
تحليل العرض والطلب على السلسلة الصناعية
من ناحية المواد الخام: تشكل إمدادات خردة الألومنيوم 59%، ولكن الاعتماد على الاستيراد لا يزال قائما (ماليزيا وتايلاند هما البلدان المصدران الرئيسيان)، ويجب الاهتمام بالتغييرات في سياسة التعريفة الجمركية 760200090.
نهاية الإنتاج: معدل استخدام طاقة إنتاج الألمنيوم المُعاد تدويره أقل من 55%، ومعدل تركيز الصناعة CR10 هو 45% فقط. سيتم إطلاق الطاقة الإنتاجية المُضافة حديثًا في آنهوي وقوانغدونغ وأماكن أخرى بشكل مُركز (من المتوقع أن تضيف 2.66 مليون طن بحلول عام 2025).
من جانب المستهلك: يرتبط معدل نمو الطلب في قطاع السيارات ارتباطًا وثيقًا بإنتاج المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة (بمعامل ارتباط 0.82)، في حين يتأثر قطاع البناء بشكل كبير بسياسة التسليم المضمون.
مسار تطور تكنولوجيا العمليات
تكنولوجيا تنقية المصهور: تحقق طريقة الحقن الدوارة (RGI) محتوى هيدروجين ≤ 0.15 مل/100 جرام من الألومنيوم، وهو أكثر كفاءة بنسبة 60% من طريقة الفقاعات التقليدية.
التصنيع الإضافي: تتيح تقنية الصهر الانتقائي بالليزر (SLM) تشكيل مكونات هيكلية معقدة للقنوات لمرة واحدة، مما يزيد من استخدام المواد إلى أكثر من 85%.
تقنية المحاكاة: يحاكي برنامج ProCAST ميل الانكماش والرخاوة، ويرشد إلى تحسين كمية المادة الملقحة المضافة، ويقلل معدل الخردة بنسبة 2.3 نقطة مئوية.
محركات أسعار السوق
تكوين التكلفة: تُشكّل خردة الألومنيوم 90% من إجمالي تكلفة الإنتاج، وينتقل تذبذب أسعار الألومنيوم المُحلل كهربائيًا من خلال معادلة سعر الألومنيوم (A00) × معدل الخصم. تتراوح رسوم المعالجة الحالية بين 800 و1200 يوان/طن.
تحكيم الأسعار: خصائص الانحدار المتوسط لفرق السعر بين الألومنيوم ADC12 وA00 ذات دلالة إحصائية. عندما يتجاوز فرق السعر 2500 يوان/طن، يتضح تأثير استبدال النفايات المكررة.
دورة المخزون: إن نسبة المخزون الاجتماعي إلى المخزون الداخلي (15700 طن / 79000 طن) في أدنى مستوياتها التاريخية، ونحن بحاجة إلى أن نكون على دراية بالتأثير النبضي لسوق التجديد على الأسعار.
Ⅲ نظرة على اتجاهات تطوير الصناعة
ترقية هيكل الطلب: من المتوقع أن يزيد الطلب على أجزاء الصب الجديدة للمركبات التي تعمل بالطاقة بنسبة 24% سنويا، مما يدفع حصة السوق من سبائك الألومنيوم غير المعالجة حراريا (مثل CNC-F) إلى تجاوز 30%.
تسريع التكامل التكنولوجي: حقق تطبيق تكنولوجيا التوأم الرقمي في عملية الصهر دقة التحكم في التركيب بنسبة ± 0.05٪ ومعدل إنتاج بنسبة 92٪.
تعميق تأثير السياسة: بعد التنفيذ الكامل لسياسة "الفوترة العكسية"، من المتوقع أن تنخفض تكلفة العبء الضريبي على مؤسسات الألومنيوم المعاد تدويره بنسبة 1.2 نقطة مئوية، مما يعزز إطلاق القدرة الإنتاجية الملتزمة.
يكشف إطار التحليل هذا أن صناعة سبائك الألومنيوم المصبوبة تنتقل من التصنيع التقليدي إلى الابتكار ثلاثي الأبعاد في "بيانات معالجة المواد". تحتاج الشركات إلى بناء قدرة تنافسية قائمة على مبدأ "الأداء مقابل التكلفة" لمواجهة التغيرات المزدوجة المتمثلة في ثورة الطاقة الجديدة والتصنيع الذكي.
لذلك، يُعدّ إصدار تجار العقود الآجلة في شنغهاي للسعر المرجعي لعقود سبائك الألومنيوم الآجلة في 9 يونيو/حزيران نتيجةً حتمية، إذ لا يُظهر فقط تطور سوق العقود الآجلة المحلية في خدمة الاقتصاد الحقيقي، بل يُشير أيضًا إلى تنامي دور الصين في نظام تسعير الألومنيوم العالمي. وبفضل المشاركة الواسعة من العملاء الصناعيين، من المتوقع أن يُصبح هذا التنوع مؤشرًا رئيسيًا لقياس تكلفة المواد اللازمة لمركبات الطاقة الجديدة.
وقت النشر: ١١ يونيو ٢٠٢٥